题目内容
【题目】有一个小灯泡,其玻璃罩上的数据看不清楚了,只知道该小灯泡的额定电压为12V,额定功率约为6W,某同学为了精确测量出该小灯泡正常发光时的电阻,设计了以下实验,实验室中只提供了下列器材:
A.电流表A1(量程0~0.5A,内阻为0.5Ω);
B.电流表A2(量程0~1A,内阻约为0.3Ω);
C.电压表V(量程0~30V,内阻约为2kΩ);
D.电阻箱R(0~999.9Ω);
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,允许通过的最大电流为5A);
F.电源E(电动势15V,内阻不计);
G.开关S一个,导线若干.
为了保护小灯泡不被烧毁,又要达到最大量程的一半以上,请完成以下填空:
(1)该同学设计了以下实验电路图,你认为最合理的是________.
(2)若电流表A1的读数用I1表示,其内阻用r1表示,电流表A2的读数用I2表示,电阻箱的阻值用R表示,电压表V的读数用U表示,写出小灯泡的电阻的表达式为r=________.(用题中所给的字母表示)
【答案】 A
【解析】(1)为了较为精确的调节电压,需要较大的电压范围,故滑动变阻器采用分压式接法,故B错误;电压的电动势为15V,而电压表量程为30V,需要达到最大量程的一半以上,故不能用电压表测量电压,故C错误,D错误,所以只能选择A电路测量。
(2)小灯泡的电压为:UL=I1(R+r1),流过小灯泡的电流为:IL=I2-I1,根据欧姆定律可得小灯泡电阻为: 。
【题目】为了研究“3.8V,0.3A”小灯泡的电阻随电流变化的规律,某同学测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的关系。实验室可以提供的器材如下:
①直流电源E(电动势约4V,内阻可不计);
②电流表A(量程为0—0.6A,内阻约0.5Ω);
③电压表V(量程0—5V,内阻约20kΩ);
④滑动变阻器R1(阻值0—10Ω,额定电流2A);
⑤滑动变阻器R2(阻值0—200Ω,额定电流1.5A);
⑥电键S及导线若干。
实验测得的数据记录在下表中:
U/V | 0 | 0.30 | 1.00 | 1.70 | 2.40 | 3.10 | 3.80 |
I/A | 0 | 0.074 | 0.164 | 0.210 | 0.250 | 0.284 | 0.300 |
(1)请在坐标纸上画出小灯泡的U—I图线。
(2)应选择的滑动变阻器为(填写仪器符号):_______________。
(3)根据以上条件在虚线框中画出符合要求的实验电路图(_____) ,并在图中标出器材的符号。
(4)电压为1.50V和2.80V时小灯泡的电阻值分别为_________、_________(结果保留2位有效数字);它们大小不同的原因是__________________________________。